19. Karbonylové kyseliny
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOCX.
19. Karbonylové sloučeniny
Charakteristika
Aldehydy – mají na uhlík karbonylové skupiny navázán vodík a uhlovodíkový zbytek – formaldehyd je výjimka, protože má na skupině navázané dva vodíky
Aldehyd - odvozeno od způsobu vzniku alkohol dehydrogenatus
Ketony – mají na uhlík karbonylové skupiny navázány 2 uhlovodíkové zbytky
Názvosloví
Aldehydy: uhlovodík + koncovka -al
H-CHO methanal = formaldehyd
CH3-CHO ethanal = acetaldehyd
CH3-CH2-CHO propanal
CH2 = CH - CHO propenal = akrolein
Ketony: uhlovodík + koncovka -on
CH3 - CO - CH3 propanon = aceton (vyrábí se oxidací kumenu)
CH3-CH2 - CO - CH3 butanon
Výskyt
- v přírodě se vyskytují jako složky různých chuťových látek a vonných silic
Fyzikální vlastnosti
Nižší jsou kapaliny (formaldehyd plyn) + zapáchají
Vyšší jsou pevné látky + vůně (ovocná, květinová)
− S rostoucím počtem uhlíků klesá rozpustnost (jako aminy a alkoholy)
− Bod varu je nižší než u alkoholů (CH3OH 65°C vs. H-CHO -21°C)
- Netvoří vodíkové vazby
− Důkaz aldehydů se provádí tzv. Schiffovým činidlem = roztok fuchsinu odbarvený oxidem siřičitým (zbarví se červenofialově)
Chemické vlastnosti
− Ovlivňuje karbonylová skupina - ta je polární, na atomu uhlíku vzniká částečný kladný náboj a na atomu kyslíku částečný záporný náboj
− Karbonyl. skupina je velmi reaktivní – ovlivňuje i vodíkové atomy navázané na vedlejším uhlíku, zvyšuje jejich kyselost a umožňuje jejich snadnější odštěpení
- Typická reakce je nukleofilní adice (nukleofilní činidlo se váže na uhlík a na kyslík se připojí proton)
- Pí-elektrony se přesunují směrem k elektronegativnějšímu kyslíku
Reakce
NUKLEOFILNÍ ADICE
- probíhá navázáním nukleofilního činidla na uhlík karbonylové skupiny
- vznik poloacetalů a acetalů – uhlík karbonylu je napaden volným elektronovým párem kyslíkového atomu hydroxylové skupiny alkoholu
- tvorba poloacetalu je katalyzována kyselinami i zásadami
- tvorba acetalu probíhá jako náhrada –OH skupiny alkoholem, katalýza kyselinou
e) Aldolová kondenzace (adice je součástí acetaldehydu na acetaldehyd)
Kondenzace = spojení 2 částic v jednu za odštěpení jednoduché molekuly, např. vody nebo alkoholu
Aldolová kondenzace = účinkem silné báze (př. OH-) se z molekuly karbonylové sloučeniny odštěpí α vodík a vznikne karbanion, který se sám stává nukleofilním činidlem a aduje se na jinou molekulu karbonylové sloučeniny za vzniku aldolového iontu, který s vodou poskytuje aldol
Mimo jiné součástí citrátového cyklu
OXIDACE
Aldehydy → (ox.) karboxylové kyseliny
Methanal → kyselina methanová (mravenčí)
Ketony → (silná ox.) štěpí se, běžnými oxidačními činidly se neoxidují
− Na oxidaci (tedy redukční vlastnostech aldehydů) je založen důkaz aldehydů Fehlingovým činidlem (vzniká červená sraženina oxidu měďného): CH3COH + Cu(OH)2 → (ox.) CH3COOH + Cu2O + H2O